潮濕環(huán)境下古象牙的現(xiàn)場提取與保護
——以三星堆遺址三號坑出土象牙為例*

肖 慶（四川省文物考古研究院）

王 沖（四川省文物考古研究院）

謝振斌（四川省文物考古研究院）

任俊鋒（四川省文物考古研究院）

郭建波（四川省文物考古研究院）

郭漢中（四川廣漢三星堆博物館）

一 引言

三星堆遺址位于四川廣漢市三星堆鎮(zhèn)，地處成都平原腹心，其發(fā)現(xiàn)已有90余年歷史。20世紀80年代發(fā)掘的兩個祭祀坑中出土了大量精美的文物，其中整根象牙和象牙制品備受世人關注。但限于當時科技水平與社會發(fā)展狀況，所能采取的保護方法和措施十分有限。30多年后，三星堆遺址再次發(fā)現(xiàn)6個祭祀坑，坑內(nèi)發(fā)掘出大量象牙與象牙制品，象牙的現(xiàn)場提取與保護成了擺在我們面前的第一大難題。經(jīng)前期調(diào)查表明，象牙保存狀況良莠不齊，出土象牙存在多種病害，例如本體斷裂、酥粉、釉層開裂和剝落等。目前，針對潮濕地區(qū)出土象牙并沒有較為成熟的保護技術，也缺乏系統(tǒng)、完善的應急保護技術體系。出露后的象牙如不及時采取科學、有效的應急保護措施，將會快速失水并滋生微生物，最終發(fā)展為開裂、粉化、變色等不可逆病害，直至完全粉化破壞［1］。因此，及時將象牙從坑內(nèi)安全提取出來，保存在一個相對穩(wěn)定的環(huán)境中，給后續(xù)保護爭取時間，是考古發(fā)掘現(xiàn)場保護面臨的首要 問題。

本文以三星堆遺址三號祭祀坑出土象牙為例，對潮濕環(huán)境下古象牙的現(xiàn)場提取與保護方法進行了篩選，著重介紹了出土象牙保存狀況、現(xiàn)場提取方法、實驗室清理和臨時保存過程。通過對提取方法和材料的優(yōu)化，最終采用醫(yī)用高分子繃帶作為固形材料，目前已成功提取象牙96根。提取成功的象牙經(jīng)過X射線探傷、實驗室清理后，放置于低溫高濕的象牙專用庫房保存。該現(xiàn)場提取與保護方法，不僅適用于三星堆遺址象牙保護，對全國乃至全球相似類型文物的現(xiàn)場保護也具有一定的借鑒意義，其應用前景較為廣泛。

二 三號坑象牙保存現(xiàn)狀

為了更好地發(fā)掘與保護出土文物，三星堆遺址祭祀?yún)^(qū)修建了臨時保護大棚，可避免日光直接暴曬和降水侵蝕。內(nèi)部的考古發(fā)掘艙安裝了水暖空調(diào)、新風系統(tǒng)和加濕系統(tǒng)，可維持發(fā)掘環(huán)境的相對穩(wěn)定，同時配備溫濕度、二氧化氮、二氧化碳、蒸發(fā)量等環(huán)境監(jiān)測設備，可以根據(jù)實際需求對艙內(nèi)環(huán)境進行精準調(diào)控，使艙內(nèi)溫度長期穩(wěn)定在20～25℃，濕度70～90%。

三星堆遺址三號祭祀坑位于保護大棚中 部（圖一），近似長方形，長5.8、寬2.2～2.7米，發(fā)掘出土的遺物，主要以象牙和青銅器為 主［2］。經(jīng)前期勘探調(diào)查，對三號坑器物的埋藏環(huán)境及內(nèi)部填土的理化性質(zhì)進行了分析測定。三號坑內(nèi)填土的含水率為20.59～22.69%，密度為1.87～1.99 g/cm3，PH值為弱堿性7.06～7.26（圖二），表明該埋藏環(huán)境對象牙的保存有一定益 處［3］。象牙位于銅器之上，在整個器物層上部，幾乎遍布于坑內(nèi)，距坑口約1.6米，整體保存狀況較差。象牙尺寸和完殘程度不一，完整象牙長度為1.2～1.5米，多數(shù)象牙分層開裂，存在釉層脫落現(xiàn)象。部分象牙裂隙被泥土充填，基本失去原有組織結構和力學強度。象牙與象牙或銅器之間疊壓情況非常復雜，這給象牙的現(xiàn)場提取造成了很大的困難（圖三）。

圖一 三星堆遺址祭祀坑分布示意圖

圖二 三號坑填土含水率、密度、酸堿度

圖三 三號坑局部象牙疊壓情況

三 象牙的現(xiàn)場提取

（一）提取方法與材料

考古發(fā)掘現(xiàn)場文物的提取應遵守文物保護基本原則，首先需對提取方法與材料加以篩選。脆弱文物的提取，常用方法有石膏提取法、環(huán)十二烷提取法、聚氨酯泡沫提取法和薄荷醇提取法。其中，環(huán)十二烷和聚氨酯泡沫在使用過程中，存在刺激性氣味以及毒性問題［4］，而此次發(fā)掘均處于密閉的考古發(fā)掘艙內(nèi)，對艙內(nèi)環(huán)境和工作人員的人身健康存在一定安全隱患，故首先排除。環(huán)十二烷與薄荷醇如想獲得理想的加固效果，都需要對文物本體進行滲透加固，雖然兩種材料均能通過升華的方式去除，但是否在象牙內(nèi)部有局部殘留以及對象牙后續(xù)分析檢測是否存在影響都還不確定。此外，三星堆遺址出土象牙均處于飽水狀態(tài)，而環(huán)十二烷和薄荷醇均有一定疏水性，滲透深度以及加固效果并不理想［5］。為了避免象牙本體被污染以及確保理想的加固效果，本次提取主要采用物理方法加固，盡量不使用加固劑進行本體滲透加固。

石膏提取法是在考古發(fā)掘現(xiàn)場使用時間最長，技術最為成熟，應用案例最為廣泛的提取方法，金沙遺址出土象牙的提取工作就采取了該方法［6］。但石膏作為現(xiàn)場固形材料一直存在較多問題，如提取操作復雜，固化時間較長，并且固化過程發(fā)熱，石膏粉易污染發(fā)掘現(xiàn)場，固化后的石膏自重較大，后期易反潮和拆除困難等諸多問題，這些問題都將增加文物的安全隱患。醫(yī)用高分子繃帶由纖維布和聚氨酯樹脂混合制成，在醫(yī)學上已經(jīng)逐步替代石膏模的作用，作為骨傷科醫(yī)生的主要固形材料［7］。針對考古發(fā)掘現(xiàn)場，高分子繃帶基本解決了上訴石膏提取法所面臨的所有問題，其特點可總結如下：

1. 安全無害

現(xiàn)場文物提取過程中，操作人員會與提取材料近距離接觸，提取材料的安全無害才能保證操作人員的生命健康。自醫(yī)學上使用以來，高分子繃帶經(jīng)過了大量動物實驗和急慢性毒性實驗，均證實醫(yī)用聚氨酯材料無毒、無致畸變作用，對局部無刺激性反應［8］。

2. 操作方便、固化速度快

與高分子繃帶相比，傳統(tǒng)的石膏提取法操作復雜，石膏漿體調(diào)制以及固化需花費數(shù)小時。而大量高分子繃帶采用的水固化聚氨酯，使用時只需拆開包裝，浸水后即可迅速固化［9］。5分鐘即可固化定型，20分鐘可承重，極大縮短考古現(xiàn)場文物提取時間。并且固化過程中，不會產(chǎn)生熱量以及體積收縮膨脹等問題。

3. 自重輕、強度高

高分子繃帶自重輕，相同體積只有石膏的五分之一重，強度卻為石膏的20倍以上［10］，并且固化前塑形性良好、韌性佳，能根據(jù)象牙的彎曲度較好貼合。相比之下，石膏自重較大，在發(fā)掘現(xiàn)場并不適合一些體量較大的遺物［11］。

4. 使用與拆除過程無污染

石膏的使用過程中，石膏粉或漿體易污染提取物周邊遺跡。如北周武帝孝陵的發(fā)掘過程中就曾提及，石膏污染物較難去除，并且會給現(xiàn)場帶來鹽污染［12］。此外，后期石膏模的拆除振動較大，對于石膏模內(nèi)的脆弱文物將有安全隱患。而高分子繃帶使用過程簡便，無任何附加污染。浸水后的高分子繃帶預聚體具有一定粘度，水分不易在網(wǎng)布上流淌。固化定型后的高分子繃帶只需一把剪刀即可輕松拆除，過程中不產(chǎn)生粉末，不需要大型切割工具，避免振動等行為對文物造成二次傷害。

5. 防水性好

高分子繃帶固化后不會與水產(chǎn)生任何物理和化學反應，吸水率極低，不會產(chǎn)生類似石膏反潮的現(xiàn)象。即使水下浸泡也不會軟化變形，對于潮濕環(huán)境下飽水狀態(tài)的古象牙提取以及固形保存十分有利。

6. X射線透射性極佳

石膏固化后密度較大，對X射線吸收較強，不拆除外部石膏無法獲得清晰的X光片。但是在不明確內(nèi)部情況的條件下，冒然拆除固形材料可能導致內(nèi)部象牙碎裂。而高分子繃帶對X射線無明顯吸收效應，可在不拆除固形繃帶的情況下，利用X射線技術探明內(nèi)部象牙的保存狀況，可以給后續(xù)的清理保護工作提供一定的指導作用。

（二）提取過程

1.背景分離與預處理

現(xiàn)場信息記錄完成后，首先是將象牙本體與埋藏環(huán)境盡量分離。使用竹刀等工具清理象牙周邊泥土，為確保象牙本體安全，泥土清理時不能完全掏空下部支撐土，清理至象牙本體露出三分之二即可。使用特制鋼針帶著紗布或棉線貫通象牙下部泥土，貫通后，紗布留至貫通處，待固形完成時再次加固象牙貫通處，以增加象牙下部受力點。由于多數(shù)象牙較長，所以盡量多增加貫通點，貫通點設置間距約10厘米。

2.象牙保濕與隔離污染

象牙暴露在空氣中會快速失水酥粉化，所以保持水分不散失是象牙現(xiàn)場保護的一個重點。采用的方法是使用保鮮膜緊密貼敷象牙本體露出部分，共貼敷兩層。保鮮膜貼敷主要有兩個作用，一是保持象牙本體水分不散失，二是避免后續(xù)操作污染象牙。

3.固形處理

本次考古現(xiàn)場象牙提取所采用的高分子繃帶為蘇州元康醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)，型號YCP04。現(xiàn)場使用時根據(jù)象牙粗度，將高分子繃帶裁剪成10～15 厘米的長度，去離子水浸潤后，立即均勻貼敷于象牙表面，至少貼敷三層，體量較大的象牙可增加繃帶層數(shù)。因高分子繃帶固化速度較快，貼敷時應動作迅速，同時使用木制工具壓實未貼合處，只有完全貼合象牙本體，才能保證高分子繃帶的固形效果。貼敷完繃帶后，立即使用預留的貫通紗布捆扎象牙，增加象牙下部支撐點的同時也增加了繃帶的貼合度。對于體量較大象牙，可在繃帶之上再使用竹條作為龍骨，進行加筋處理。竹條的強度高而且韌性極佳，可以隨著象牙弧度任意彎曲，不僅可以增加高分子繃帶的承重力，還能增強象牙的整體性。處理完成后現(xiàn)場等待20分鐘，待高分子繃帶完全固化后，即可進行下一步提取工作。

4.提取與裝箱

高分子繃帶固化以后，再次清理象牙下部泥土，保留支撐點的同時擴大貫通處，將非支撐點部位泥土全部清理掏空。使用雙手小心松動支撐土，將象牙取出后慢慢翻轉(zhuǎn)象牙，使高分子繃帶處于象牙下部，起承重作用。象牙取出后，放置于填有海綿的木箱內(nèi)。用飽水狀態(tài)的一次性高壓蒸汽滅菌棉巾貼敷于象牙暴露面，并使用保鮮膜將象牙與木箱整體包裹，做補水保濕處理，包裝完成的象牙送至實驗室進行后續(xù)細致的清理 工作（圖四）。

圖四 象牙現(xiàn)場提取步驟

四 象牙的臨時保護

（一）X射線探傷

X射線檢測作為一種無損檢測技術，最早應用到文物領域，可追溯至20世紀20年代對于紙質(zhì)文物的檢測分析。目前，隨著文物保護“最小干預原則”的推廣以及X射線檢測技術的不斷發(fā)展，X射線探傷以其非破壞性和直觀性等優(yōu)點，已經(jīng)成為文物檢測的一種常規(guī)手段［13］。

三星堆遺址出土象牙整體保存狀況較差，部分象牙存在斷裂和隱形裂隙現(xiàn)象。前期現(xiàn)場提取時，已在坑內(nèi)對象牙進行了加固與固形，最大程度地確保象牙的提取與運輸過程的安全。而實驗室清理時需要拆除加固材料，由于對內(nèi)部象牙結構的不了解，拆除過程可能會損傷象牙本體。利用X射線探傷技術可在不拆除高分子繃帶、不擾動文物的情況下，探明象牙的內(nèi)部情況，將其隱藏的結構信息直觀地展示出來。象牙（K3XY8-1）的X射線探傷分析可直觀地了解到象牙本體存在多段隱形裂隙以及尖端存在嚴重殘缺病害，實驗室清理時探傷圖像可作為參考，對病害存在區(qū)域小心清理（圖五）。

圖五 象牙（K3XY8—1）X射線探傷分析

（二）實驗室清理

象牙提取后，表面還有部分泥土附著，如不及時清理，泥土易干燥結塊和滋生微生物，增加清理難度。故象牙送至實驗室后，需及時采取措施清理。由于象牙提取過程中經(jīng)過了翻轉(zhuǎn)，原表面朝下腹部朝上，原表面有高分子繃帶固定，所以先清理象牙腹部泥土。在懸臂式顯微鏡下用竹刀或手術刀小心剔除表面的泥土。若表面泥土黏結較為緊密，可采用去離子水先將泥土潤濕、松軟，再進行剔除。清理時，如遇局部象牙釉質(zhì)層脫落，可用聚乙烯醇縮丁醛預先加固，待固化以后再清理。但預加固只能在小范圍使用，大范圍使用會影響后期的保護措施。腹部清理完成后，可使用剪刀剪開繃帶，清理繃帶下的區(qū)域，清理至腹部象牙露出三分之二后，在象牙表面噴灑霉敵丙酮溶液，滅殺表面的微生物，并在一定時期抑制其生長。殺菌完成后，使用坑內(nèi)提取時相同的加固步驟，即腹部保鮮膜覆蓋后高分子繃帶固形。固化以后再次將象牙翻轉(zhuǎn)，清理象牙埋藏時的表面并做殺菌處理。象牙表面清理完畢后，再次使用飽水棉巾覆蓋象牙暴露區(qū)域，最后使用保鮮膜將象牙整體覆蓋包裹。

（三）保存環(huán)境控制與日常維護

根據(jù)相關文獻與前期實驗，象牙在濕度90%以上的環(huán)境中失水速率較低，低溫環(huán)境下，不容易滋生微生物［14］。因此象牙的臨時存放采用低溫高濕的保存措施，環(huán)境溫度控制為5～8℃，相對濕度90%。同時，定期檢查象牙保存狀況，每7天更換一次表面覆蓋的棉巾，做好色差和含水率的日常監(jiān)測工作，并觀察象牙的形態(tài)，檢查是否有開裂或是微生物滋長的情況。庫房用電需采用常用電與電纜橋架接的應急電源系統(tǒng)，防止因電力故障而影響庫房設備運行。

五 結語

考古發(fā)掘現(xiàn)場文物的安全提取是后期文物保護與修復的關鍵一步，提取材料的選擇將直接影響提取效果。目前考古現(xiàn)場常用提取加固材料均有一定的疏水性（如環(huán)十二烷和薄荷醇等），在潮濕環(huán)境下加固效果與適用性欠佳。同時考慮到加固劑殘留、毒性與污染等問題，此次三星堆遺址出土象牙的提取主要采用非直接接觸的物理加固為主。鑒于石膏與象牙自重均較大以及石膏拆除困難和污染遺址等問題，本次現(xiàn)場提取首次使用了醫(yī)用高分子繃帶作為固形材料。高分子繃帶的使用簡化了現(xiàn)場提取的操作步驟，縮短了提取時間，減少污染的同時也省去了復雜的拆除工作，最終取得令人滿意的提取效果。本案例的成功實施展示了高分子繃帶作為現(xiàn)場固形材料的諸多優(yōu)點，作為傳統(tǒng)石膏的替代品具有較高的推廣價值和實用性。但提取過程中也暴露出一些問題，如加固層數(shù)與繃帶強度的量化關系、高分子繃帶抗水性能等問題仍需進一步實驗與研究。

目前，針對潮濕環(huán)境出土象牙并沒有較為成熟的保護技術，也缺乏系統(tǒng)、完善的應急保護技術體系。古象牙的現(xiàn)場提取與清理只是象牙保護工作的一部分，對于古象牙的長久保存與展示利用才是亟需解決的難題，如何解決這個難題，是文物保護工作者的一大挑戰(zhàn)。

附記：郭漢中、王沖、任俊峰、楊平、馬勤松、王荔、張躍芬、蔡秋彤、李思凡、朱莉萍、郭建波等參與了出土象牙現(xiàn)場提取和實驗室清理工作，他們對本文的寫作提供了幫助，在此表示感謝。

注釋：

［1］a.樊華：《金沙與三星堆出土象牙結構和組分研究》，第14頁，碩士學位論文，成都理工大學, 2006年； b.汪靈：《金沙與三星堆古象牙及其礦物學意義》，《礦物巖石地球化學通報》編輯委員會編：《中國礦物巖石地球化學學會第11屆學術年會論文集》，第134～135頁，2007年。

［2］四川省文物考古研究院、上海大學文學院：《三星堆遺址三號祭祀坑出土銅頂尊跪坐人像》，《四川文物》2021年第3期。

［3］a.于群力、楊秋穎：《文物病害與保存環(huán)境》，《文博》2005年第1期；

b.Leif Steguweit, Rotten ivory as raw material source in European Upper Palaeolithic,Quaternary International, vol.361（2015）.

［4］羅宏杰等：《環(huán)十二烷在文物保護中的應用進展》，《中國材料進展》2012年第11期。

［5］a.唐小紅等：《考古出水脆弱遺存的臨時加固提取技術探索——以“南海Ⅰ號”為例》，《廣西民族大學學報（自然科學版）》2019年第2期；

b.楊忙忙等：《用環(huán)十二烷提取秦陵陪葬坑中的鎧甲及相關問題探討》，《考古與文物》2005年第3期。

［6］肖璘等：《金沙遺址出土古象牙的現(xiàn)場清理加固保護》，《文物保護與考古科學》2004年第3期。

［7］a.鮑俊杰等：《醫(yī)用聚氨酯材料研究進展》，《聚氨酯》2007年第9期；

b.陳后平等：《醫(yī)用高分子繃帶在Ponseti法治療先天性馬蹄足中的應用（附47例報告）》，《貴州醫(yī)藥》2012年第7期；

c.張言偉等：《手法復位高分子繃帶前后托對脛腓骨骨折的治療效果研究》，《中國社區(qū)醫(yī)師》2019年第19期。

［8］a.Gabriel Amitai,et al.,Polyurethane-based leukocyteinspired biocidal Materials,Biomaterials, vol.30:33（2009）；

b.Brzeska Joanna,et al.,The influence of synthetic polyhydroxybutyrate on selected properties of novel polyurethanes for medical applications. Part I. Polyurethanes with aromatic diisocyanates in hard segments,Polimery,vol.55:01（2010）.

［9］詹中賢：《單組分濕固化聚氨酯熱熔膠黏劑的研制》，《化學與粘合》2008年第3期。

［10］謝偉娟：《玻纖高分子醫(yī)用繃帶的發(fā)展概況及性能特點》，《玻璃纖維》2002年第4期。

［11］容波等：《考古發(fā)掘現(xiàn)場出土脆弱遺跡提取方法研究述評》，《文物保護與考古科學》2016年第3期。

［12］［德］H·V·雷可夫基文，侯改玲編譯：《考古發(fā)掘工地石膏封護提取文物的方法及實踐》，《考古與文物》2000年第6期。

［13］周華等：《射線探傷無損檢測方法在文物考古現(xiàn)場應用最新進展》，《敦煌研究》2013年第1期。

［14］a.同［3］a；

b.旦輝：《成都金沙出土象牙物理化學性質(zhì)及賦存環(huán)境研究》，第45頁，碩士學位論文，成都理工大學，2006年。